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과제기본정보

WEB을 기반으로 한 교량 구조물 설계 자동화 시스템 개발 -RC 슬래브교, RC T형교, RC 라멘교, 부속구조물 중심 -2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 03CCTI-C040934-02
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 WEB을 기반으로 한 교량 구조물 설계 자동화 시스템 개발 -RC 슬래브교, RC T형교, RC 라멘교, 부속구조물 중심 -
주관연구기관 (주)경원엔지니어링 건축사사무소
총괄연구 책임자 성명 최상릉
소속 (주)경원엔지니어링 건축사사무소 직위 연구소장
기관 대표번호 033-730-8810 FAX 033-747-8231
총 연구기간 2002-12-06 ~ 2005-12-05
당해연도 연구기간 2003-12-06 ~ 2004-12-05

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 244,000,000 55,656,000 202,135,000 257,791,000 501,791,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구의 목표는 교량구조물 설계를 위하여 교량은 물론, 암거 및 옹벽설계의 자동화 등 부속구조물 설계 전 과정이 통합된 설계자동화 프로그램 구현으로 실 설계부서에서 일관된 설계가 가능하도록 개발하는 것이며, 이를 인터넷상에서 구동함으로서 시간과 공간의 제약을 벗어난 전천후 설계 및 유지관리 통합 네트워크 시스템을 구축하는 것에 본 과업의 목적이 있다.

따라서 개발될 교량구조물 설계 자동화시스템은 설계 전과정이 객체지향적 언어로 구현되며 설계자인 사용자의 창의성이 발휘됨과 동시에 대화식 메뉴를 제공하여 사용자 편의성을 확대하고 설계시방규정과 구조재료에 대한 데이터베이스 서버를 구축하여 최적설계 데이터 제공 및 소프트웨어의 유지관리가 용이한 Web 기반의 통합 설계시스템의 개발을 목표로 한다.
최종목표 본 연구의 목표는 교량구조물 설계를 위하여 교량은 물론, 암거 및 옹벽설계의 자동화 등 부속구조물 설계 전 과정이 통합된 설계자동화 프로그램 구현으로 실 설계부서에서 일관된 설계가 가능하도록 개발하는 것이며, 이를 인터넷상에서 구동함으로서 시간과 공간의 제약을 벗어난 전천후 설계 및 유지관리 통합 네트워크 시스템을 구축하는 것에 본 과업의 목적이 있다.

따라서 개발될 교량구조물 설계 자동화시스템은 설계 전과정이 객체지향적 언어로 구현되며 설계자인 사용자의 창의성이 발휘됨과 동시에 대화식 메뉴를 제공하여 사용자 편의성을 확대하고 설계시방규정과 구조재료에 대한 데이터베이스 서버를 구축하여 최적설계 데이터 제공 및 소프트웨어의 유지관리가 용이한 Web 기반의 통합 설계시스템의 개발을 목표로 한다.
연구내용 및 범위 - 국내외 자동화설계 개발 사례 분석,각종 설계 자료 및 구조물 형식 자료 수집,설계자동화시스템 구성요소 및 적용성 분석, 시스템 개발 환경 설정
- 신,구 시방규정 및 실무편람 내용 분석, 시스템 구성 상세 설계, 현 교량구조물 설계시방규정 전산화, 현 교량구조물 설계수식 전산화, 시방규정 사용자 수정 및 관리, 설계변수 지정 및 시스템 제어 요소 입력, 설계 결과물 및 리스트 설계 진행과정관리, 데이터 관리 및 편집 GIU 상세 설계
- 국내외 도로 자동화설계 개발 사례 분석, 자동화시스템 구성요소 및 흐름 설계, 설계방법 확정 및 기본 프로그램 요소 설계, 도로선형설계 모듈 개발, 평면 및 종단설계 모듈 개발, 편구배 및 횡단면설계 모듈 개발, GIU상세 설계, 편집기능 포함된 보고서 자동작성 시스템 구현, 설계도면 자동화 시스템 구현
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 o 교량구조물의 최적 선정 시스템 개발
- 교량(RC 슬래브교, RC 라멘교) 설계자동화 시스템 개발
① 교량구조물의 최적 선정 시스템 개발
최적 선정 시스템은 도로상에 있는 구조물 선정에 있어서 사용자의 주관적 견해에 의한 판단을 미연에 방지하고 보다 정확한 객관적 근거로 선정할 수 있는 의사결정시스템을 말한다. 여기서 의사결정시스템은 여러 판단 요인들의 광범위성과 판단 기준이 모호한 주변 환경에 의한 공간성, 상대적 경제성 등에 의하여 신뢰성 및 범용성을 추구하기가 어렵다. 따라서 보다 설계자의 의견을 반영하며 객관적인 근거를 수치로 제시할 수 있는 각 판단 요인의 경중률에 의한 결정시스템을 도입하고자 한다. 최우선적으로 환경요인의 평가로 선택 가능한 구조물을 결정하는데, 이는 자연환경, 위치환경, 경관환경을 조합하여 선택의 기준을 삼는다. 그 뒤로 경제성, 시공성 등을 사용자 경중률에 입각하여 최적 형식을 도출한다.
교량구조물 최적 선정 시스템은 전처리 시스템, 구조물 선정 시스템, 보고서 자동작성 시스템의 3가지 모듈로 구성된다. 전처리 시스템의 경우는 GUI 방식에 의한 사용자 입력시스템으로 최적 선정을 위한 환경 설정 및 판단 요인의 설정, 경중률 입력을 Web 기반의 비쥬얼 환경에서 제공하도록 한다. 그리고 구조물 선정 시스템은 전처리 시스템에서 결정되어진 판단 요인에 의한 의사결정 시스템에 의하여 교량과 암거 및 옹벽 등의 구조물 형식을 결정한다. 보고서 자동작성 시스템은 구조물 선정 시스템의 결과 형식의 기본 개요서 작성 및 차선 형식과의 비교 보고서를 자동 생성한다.
② 교량(RC 슬래브교, RC 라멘교) 설계자동화 시스템 개발
교량 설계자동화 시스템은 전처리 시스템, 교량설계 시스템, 보고서 자동작성 시스템, 설계도면 자동화 시스템의 4가지 모듈로 구성된다. 교량설계 시스템은 데이터베이스로부터 최적설계 유도를 통한 자동화 설계를 수행하고, RC 슬래브교의 경우에는 세부적으로는 기본재원 및 하중산정, 주요부재설계, 범용 프로그램을 이용한 구조해석, 프리/포스트 프로세서, 기타부재설계 등의 독립 모듈을 개발하여 하나의 통합되고 일관된 자동화 설계 시스템을 구성한다. RC 라멘교의 경우에는 기본적 시스템은 RC 슬래브교와 동일하나, 설계 방법 및 범위에 따라서 부분적 모듈의 변경 또는 추가로 전체 시스템을 구성한다. 보고서 자동작성 시스템은 교량설계 시스템의 결과값을 기초로 구조 계산서를 생성하고, 그 결과값을 기초로 일반도 및 상세도, 단면도, 기타상세도, 배근도, 물량집계 등의 CAD 도면을 자동 생성한다.
연구성과 기술적 기대성과 - 설계과정 오류의 최소화 및 최적설계의 유도로 설계결과에 대한 신뢰성 제고
-교량구조물 설계의 일련과정이 통합되어 일관된 품질의 결과물 생산
-Web 상에서 통합설계가 가능하므로 시간과 공간의 제약에서 탈피
- 프로젝트 결과물들은 데이터베이스로 구축되어져 정보력으로 이어지고 향후 유지관리와 정보화 사업의 인프라로 사용
- 기존 시방규정의 변경이나 부분적 설계방법의 변경 시 관련 데이터베이스의 추가 및 변경으로 신속한 설계 능력 확보
- 구조물에 사용되는 부재의 강도 및 강성에 대한 설계뿐만 아니라 선진화된 설계 기술 도입 및 신기술 적용 설계 기능이 포함된 소프트웨어 개발로 설계 품질향상 촉진
-향후 교량구조물 뿐만 아니라, 철도 및 경량전철, 고속전철에 확장 적용될 수 있는 최적설계 자동화 소프트웨어 개발 소요 핵심기술 확보 및 건설부분 이외의 기계, 전기, 의료 등 다각적인 공학산업에 확대 적용
사회 경제적 파급효과 -설계에 소요되는 인력 및 기간의 현저한 감소로 경제성 제고
- 미국, 일본, 유럽 등의 설계시방규정 데이터베이스를 추가, 해외 교량구조물 설계 사용자를 유도하여 해외수출 역할 수행
- 건설 부분 전반에 적용이 가능하며, 타 분야에도 확대 적용이 가능하므로 산업 전반에 파급효과를 기대할 수 있다.
활용방안 본 연구과제가 수행되어 Web을 기반으로 한 교량구조물 설계 자동화시스템이 개발된다면, 무엇보다도 설계분야에서 수작업 또는 부분적 자동화에 의한 노동집약적 구조가 소수 인원으로도 단기간 설계가 가능한 선진 고부가가치 구조로의 변화가 이루어질 것이다. 교량구조물의 설계 및 협의자료, 설계변경, 향후 유지관리 등에 활용 가능하며, 이들의 프로젝트 결과물들은 네트워크 Server에 데이터베이스로 구축되어져 건설기술에 대한 정보력으로 이어질 수 있다는 점에서 추가적 효과를 창출 할 수 있을 것이다. 이러한 부분들은 건설분야의 틈새시장으로서 벤처회사 설립이 가능하며, Auto-Design Center의 운영으로 설계자들에게 커다란 도움이 될 수 있으리라 사료된다.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
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